10.11. Характеристика бортового оборудования снс

Классификация приемоиндикаторов СНС. В зависимости от назначения приемоиндикаторы (ПИ) СНС можно подразделить на три группы: геодезические, навигационные, бытовые (рис. 10238).

Далее рассмотрены ПИ, применяемые только для целей воздушной навигации.

Рис. 10.23. Классы приемоиндикаторов СНС

Приемник спутникового навигационного сигнала (ГЛОНАСС/GPS-приемник) – это микросхема или совокупность микросхем с соответствующим программным обеспечением, задача которых принимать и декодировать сигналы СНС и выдавать на выходе координаты объекта в определенном формате. Приемник может работать на борту в качестве самостоятельного навигационного средства, но может являться одним из датчиков навигационного комплекса, выдавая информацию в его центральный вычислитель (FMS). В этом случае приемник может не иметь собственных органов индикации и управления.

Одной из важных характеристик приемника является количество каналов, то есть количество спутников, от которых одновременно могут приниматься сигналы. Поскольку для определения пространственного места самолета необходимо четыре спутника, то, казалось бы, приемник должен быть минимум четырехканальным. На самом деле выпускаются бытовые даже одноканальные приемники. В этом случае приемник поочередно «опрашивает» спутники. Разумеется, это снижает быстродействие и точность определения координат и скорости.

Для навигации используются приемники с количеством каналов, большим минимально необходимых четырех. Избыточное число каналов необходимо для обеспечения целостности (RAIM) и точности определений. Чем больше спутников используется, тем точнее можно определить координаты. Если же в какой-то момент один из используемых спутников уйдет за горизонт или окажется заслоненным фюзеляжем ВС, то вместо него тут же будет использоваться другой спутник, сигналы от которого уже принимаются. В профессиональных навигационных приемниках считается нормальным использование 12 каналов.

В международной практике, одобренной ИКАО, навигационные приемоиндикаторы сертифицируются в соответствии с принятым в США техническим стандартом ТSO-С129 (TSO – Technical Standard Order). В соответствии с этим стандартом они делятся на три класса: А, В, С. Знание классов оборудования необходимо для практических целей, так как на картах (схемах) могут быть указаны ограничения по использованию конкретного класса оборудования

Класс А – оборудование, сочетающее в себе навигационный датчик, определяющий трехмерные координаты ВС: широту (B), долготу (L), высоту (H), время (UTC) и вектор путевой скорости (W), а также навигационный вычислитель, решающий навигационные задачи и имеющий ряд сервисных и справочных функций. Это самый распространенный класс оборудования СНС, которое устанавливается на ВС, не имеющих навигационных комплексов последнего поколения. Для обеспечения целостности приемник должен обладать функцией RAIM.

Оборудование класса А делится на подклассы: А1 и А2. Оборудование подкласса А2 одобрено для маршрутного полета и полета в районе аэродрома, а класса А1 – кроме того, и для неточного захода на посадку.

Поскольку оборудование класса А может использоваться для зональной навигации, то к нему применяются такие же требования, как и к аппаратуре зональной навигации.

Класс В – оборудование, состоящее из навигационного датчика и устройства передачи данных (B, L, H, UTC, W) в навигационные комплексы ВС. Таким образом, оборудование класса В является просто одним из датчиков навигационного комплекса (многофункциональной навигационной системы). Вычислитель комплекса использует информацию от СНС наравне с информацией от других навигационных средств для коррекции счисленных координат, повышения точности и надежности навигационных определений. Поскольку навигационные вычислители современных навигационных комплексов более производительны и совершенны, чем вычислители в приемниках типа А, то информация от СНС в навигационных комплексах может обрабатываться по более сложным и эффективным алгоритмам.

Оборудование класса В имеет подклассы: В1, В2, В3, В4. Оборудование подклассов В1 и В3 позволяет выполнять маршрутный полет, полет в районе аэродрома и неточный заход на посадку, а классов В2 и В4 –только полет по маршруту и в районе аэродрома. В оборудовании подклассов В1 и В2 предусмотрен RAIM, а в оборудовании подклассов В3 и В4 – AAIM.

Класс С – оборудование класса С, как и класса В, является датчиком для навигационных комплексов, обеспечивающих автоматический и директорный режим выполнения полета. Его взаимодействие с бортовым комплексом всегда является двусторонним, то есть, не только информация от СНС используется навигационным комплексом, но и информация от других систем комплекса может использоваться в целях поддержки алгоритмов работы оборудования СНС в процессе обработки информации от спутников. Таким образом, оборудование класса С непосредственно “встроено” в комплексные системы пилотажно-навигационного оборудования, является их составной частью. В силу этого и ряда других факторов оборудование класса С счи­тается более надежным, чем классов А и В. Это оборудование, как правило, не имеет своих органов управления и индикации, а обращение к СНС, управление оборудованием СНС класса С производится через многофункциональные пульты навигационного комплекса (FMS) самолета. Оборудование класса С взаимодействует не только с навигационным оборудованием ВС. Как датчик координат, времени и скорости оно используется в системах предупреждения столкновений (TCAS), системах автоматического зависимого наблюдения (ADS), дисплеях навигационной обстановки, ответчиках режима S и т.п..

Оборудование класса С делится на подклассы: С1, С2, С3, С4. Подклассы С1÷С4 соответствуют подклассам В1÷В4.

Для облегчения запоминания можно обратить внимание, что заход на посадку обеспечивают приемники только тех классов, в обозначении которых цифра нечетная (1 или 3). Контроль целостности в приемнике (RAIM) обеспечивает оборудование с «младшими» цифрами (1 и 2), а оборудование с цифрами 3 и 4 обеспечивает его эквивалент (AAIM).

В табл. Х.4. перечислены требования TSO C129 к рассмотренным выше классам оборудования.

Соблюдение требований TSO C129 является обязательным для бортового оборудования СНС, устанавливаемого на воздушных судах, выполняющих полеты по ППП.

Существует большое количество модификаций переносных приемоиндикаторов СНС, которые применяются для полетов по ПВП. Как они не сертифицированы по TSO C129. Каких-либо требований к не сертифицированной аппаратуре не предъявляется, так как ее использование ограничено строгим выполнением установленных правил и процедур ПВП. Приемоиндикаторы СНС, используемые для полетов по ПВП, являются лишь вспомогательным средством навигации.

Таблица Х.4

Классификация GPS-датчиков

Класс обору­дования	Нали­чие RAIM	ИНС, обеспечивающая AAIM	Район полета:
			океани- ческий	континен- тальный	аэроузел	неточный заход на посадку
А1	+		+	+	+	+
А2	+		+	+	+	нет
В1	+		+	+	+	+
В2	+		+	+	+	нет
В3		+	+	+	+	+
В4		+	+	+	+	нет
С1	+		+	+	+	+
С2	+		+	+	+	нет
С3		+	+	+	+	+
С4		+	+	+	+	нет

Примечание. Знаком "+" указано наличие и возможность.

Бытовые ПИ СНС вообще не предназначены для целей воздушной навигации и в этой связи стоит предостеречь начинающих пилотов от использования их во время полета.

Характеристика типов бортового оборудования СНС. Существуют сотни видов и модификаций бортового оборудования СНС, постоянно появляются новые. Поэтому в данном учебном пособие невозможно описать особенности устройства и применения даже некоторых из них. Можно лишь охарактеризовать их общие черты.

На Ил-96, Ту-204/214, самолетах Boeing и Airbus выпуска после 1997 г. оборудование СНС входит в состав навигационного комплекса, то есть принадлежит классам В или С. В этом случае собственного индикатора приемник СНС не имеет, а информация отображается на навигационном дисплее, пульте управления информации (ПУИ), многофункциональном индикаторе навигационного комплекса самолета.

На воздушном судне, не оборудованном комплексной системой пилотажно-навигационного оборудования (КС ПНО), FMS или оборудованном навигационными комплексами старого поколения, стационарно устанавливается отдельный приемоиндикатор GPS.

Существует большое количество моделей разных производителей приемоиндикаторов GPS. На отечественных ВС в соответствии с рекомендациями полномочного органа в области гражданской авиации с 1995 г. эксплуатируются приемоиндикаторы GPS, указанные в табл. Х.5.

Таблица Х.5

Приемоиндикаторы GPS используемые на отечественных ВС

Фирма	Тип приемника	Класс по TSO C-129
Allied Signal	KLN 90A	A2
	KLN 90B	A1
	KLN-900	A1
Garmin	GPS 155	A1
Trimble Navigation	TNL 2000T	A2
	TNL 2000 Approach	A1
	TNL 2000 Approach Plus	A1
	TNL 2100T	A2
	TNL 2101 input/output	A1

Начиная с 2000 г. и российские производители начали выпуск оборудования, использующего спутниковую информацию. Это и отдельные приемники, и многофункциональные системы, в которых приемник СНС является одной из составных частей. Некоторые виды такого оборудования перечислены в табл. Х.6.

Таблица Х.6

Оборудование СНС российского производства

Название	Обозначение	Класс по TSO C-129
Спутниковый навигационный приемник	СНС 2	С1
Авиационная бортовая радиотехническая интегрированная система	АБРИС	А1, В1
Интегрированная инерциально-спутниковая навигационная система	НСИ-2000 НСИ-2000 МТ	А1, В1 В1
Аппаратура потребителей спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS	СН-3301 СН-4312	А2, С2
Бортовой приемник спутниковой навигации	БПСН-2	С1
Бортовая многофункциональная система	БМС - индикатор	А1, В1, С1
Пульт-приемоиндикатор спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS	ППИ-2006	А1, В1, С1
Transas Satellite System	TSS	А1, В1, С1

Базы навигационных данных. Важнейшей особенностью бортовой аппаратуры СНС является наличие в ее составе компьютерной базы навигационных данных. База навигационных данных бортовой аппаратуры включает в себя три взаимосвязанные части:

• основную базу навигационных данных;

• базу пунктов пользователя;

• базу маршрутов пользователя (Company route).

Основная база навигационных данных по содержащейся в ней информации охватывает территорию Земного шара от широты 74 N до широты 60 S. За пределами этой территории также возможно использование навигационной системы, но необходимо вручную вводить магнитное склонение для правильного вычисления магнитных пеленгов и магнитных путевых углов.

Объем навигационных баз данных и их содержание незначительно варьируются в зависимости от типа СНС. База данных создается по регионам согласно рис. Х.19. В тоже время потребитель может заказать базу данных с любым набором компонентов, который ему необходим.

В основную базу навигационных данных включается информация об навигационных пунктах следующих категорий:

• аэропортах;

• радиомаяках VOR;

• радиомаяках NDB;

• пунктах, не маркированных радиомаяками (они обозначены словом intersection).

В базу навигационных данных включается также информация о процедурах: SID, STAR и Approach.

Информация об аэропортах обычно включает в себя следующие данные: идентификатор и наименование аэропорта, ближайший крупный город и государство, широту и долготу; превышение аэродрома, частоты каналов связи.

В зависимости от типа бортовой системы может быть также включена следующая дополнительная информация об аэропортах:

• принадлежность (гражданский или военный);

• информация о ВПП (грузонапряженность, превышение, размеры);

• система посадки (светотехнические и радиотехнические средства);

• наличие посадочного радиолокатора;

• зона с особым режимом полетов (если аэропорт находится в пределах такой зоны);

• разница во времени с UTC;

• информация об аэродромном обслуживании (наличие марок топлива и другой сервис).

Кроме того, в некоторых бортовых системах пользователь может внести дополнительную информацию о каждом аэропорте, состоящую, примерно, из 30 знаков.

В базе данных содержится информация об угломерных радионавигационных средствах, то есть о таких, которые обеспечивают наведение и с помощью которых может быть сформирован маршрут полета. К ним относятся VOR и NDB. Для каждого средства приводится следующая информация:

• идентификатор (позывной);

• наименование;

• государство местонахождения;

• частота;

• широта и долгота.

Для радиомаяков VOR приводится также магнитное склонение. Необходимо иметь в виду, что его значение непосредственно включено в базу данных для данного радиомаяка, а не рассчитано с помощью математической модели магнитного поля, как для других точек земного шара. Если в точке расположения VOR также находится дальномерный радиомаяк DME, то это отмечено буквой D.

Основное содержание информации о пунктах, категории INTERSECTION:

• идентификатор;

• широта и долгота.

Дополнительно местоположение пункта категории INTERSECTION, может быть указано не только в виде широты и долготы, но и в виде пеленга и дальности от ближайшего радиомаяка VOR. При этом, конечно, указывается и идентификатор этого радиомаяка.

Основное содержание информации о процедурах SID, STAR, Approach включает в себя следующие данные:

• обозначение процедуры;

• аэропорт;

• пункт перехода (TRANSITION);

• обозначение ВПП;

• контрольные точки процедуры захода на посадку (IAF, IF, FAF, MAP) или зоны ожидания.

В базу навигационных данных, в зависимости от типа навигационной системы, может быть также включена информация:

• о минимальных безопасных высотах;

• о зонах, контролируемых органами ОВД (УВД) и классах воздушного пространства (A, B, C, D, E, F, G);

• о зонах с особым режимом полетов (P, R, D и т. д.);

• частоты средств связи с органами ОВД.

Основная база навигационных данных, обновляется через каждые 28 дней, на территории США – 56 дней. Запрещается выполнять полет по ППП с просроченной базой данных

База навигационных данных поставляется на магнитных носителях информации: дискетах, CD или специальных картриджах, вставляемых в блок бортовой навигационной системы. Содержание информации навигационной базы данных не может быть изменено или отредактировано пользователем.

.

Рис. Х.19. Деление Земного шара на регионы баз данных